Module de calcul Raspberry Pi CM 1 4S
Informations sur le produit
Caractéristiques
- Fonctionnalité: Processeur
- Mémoire à accès aléatoire : 1 Go
- Mémoire eMMC (Embedded MultiMediaCard) : 0/8/16/32 Go
- Ethernet : Oui
- Bus série universel (USB) : Oui
- HDMI: Oui
- Facteur de forme : Module SODIMM
Instructions d'utilisation du produit
Transition du module de calcul 1/3 au module de calcul 4S
Si vous passez du Raspberry Pi Compute Module (CM) 1 ou 3 à un Raspberry Pi CM 4S, suivez ces étapes :
- Assurez-vous de disposer d’une image de système d’exploitation (OS) Raspberry Pi compatible pour la nouvelle plate-forme.
- Si vous utilisez un noyau personnalisé, réview et l'ajuster pour la compatibilité avec le nouveau matériel.
- Tenez compte des modifications matérielles décrites dans le manuel pour connaître les différences entre les modèles.
Détails de l'alimentation électrique
Assurez-vous d'utiliser une alimentation adaptée qui répond aux exigences d'alimentation du Raspberry Pi CM 4S pour éviter tout problème.
Utilisation des E/S à usage général (GPIO) pendant le démarrage
Comprendre le comportement GPIO pendant le démarrage pour garantir une initialisation et un fonctionnement corrects des périphériques ou accessoires connectés.
Questions fréquemment posées (FAQ)
Q : Puis-je utiliser un CM 1 ou CM 3 dans un emplacement mémoire en tant que périphérique SODIMM ?
R : Non, ces périphériques ne peuvent pas être utilisés dans un emplacement mémoire en tant que périphérique SODIMM. Le format est spécialement conçu pour être compatible avec les modèles Raspberry Pi CM.
Introduction
Ce livre blanc s'adresse à ceux qui souhaitent passer d'un module de calcul Raspberry Pi (CM) 1 ou 3 à un Raspberry Pi CM 4S. Il existe plusieurs raisons pour lesquelles cela peut être souhaitable :
- Une puissance de calcul accrue
- Plus de mémoire
- Sortie haute résolution jusqu'à 4Kp60
- Meilleure disponibilité
- Durée de vie du produit plus longue (dernier achat pas avant janvier 2028)
D'un point de vue logiciel, le passage du Raspberry Pi CM 1/3 au Raspberry Pi CM 4S est relativement simple, car une image de système d'exploitation (OS) Raspberry Pi devrait fonctionner sur toutes les plateformes. Si, toutefois, vous utilisez un noyau personnalisé, certains éléments devront être pris en compte lors du transfert. Les changements matériels sont considérables et les différences sont décrites dans une section ultérieure.
Terminologie
Pile graphique héritée : une pile graphique entièrement implémentée dans le blob du micrologiciel VideoCore avec une interface de programmation d'application shim exposée au noyau. C'est ce qui a été utilisé sur la majorité des appareils Raspberry Pi Ltd Pi depuis son lancement, mais il est progressivement remplacé par (F)KMS/DRM.
FKMS : faux paramètre de mode noyau. Bien que le micrologiciel contrôle toujours le matériel de bas niveau (par exempleamp(les ports HDMI, l'interface série d'affichage, etc.), les bibliothèques Linux standard sont utilisées dans le noyau lui-même.
KMS : pilote de configuration du mode noyau complet. Contrôle l'ensemble du processus d'affichage, y compris la communication directe avec le matériel sans interaction avec le micrologiciel.
DRM : Direct Rendering Manager, un sous-système du noyau Linux utilisé pour communiquer avec les unités de traitement graphique. Utilisé en partenariat avec FKMS et KMS.
Comparaison des modules de calcul
Différences fonctionnelles
Le tableau suivant donne une idée des différences électriques et fonctionnelles fondamentales entre les modèles.
| Fonctionnalité | CM 1 | CM 3/3+ | CM 4S |
| Processeur | BCM2835 | BCM2837 | BCM2711 |
| Mémoire à accès aléatoire | 512 Mo | 1 Go | 1 Go |
| Mémoire eMMC (Embedded MultiMediaCard) | — | 0/8/16/32 Go | 0/8/16/32 Go |
| Ethernet | Aucun | Aucun | Aucun |
| Bus série universel (USB) | 1 × USB 2.0 | 1 × USB 2.0 | 1 × USB 2.0 |
| HDMI | 1 × 1080p60 | 1 × 1080p60 | 1 × 4K |
| Facteur de forme | Module SODIMM | Module SODIMM | Module SODIMM |
Différences physiques
Le format des Raspberry Pi CM 1, CM 3/3+ et CM 4S est basé sur un connecteur de module de mémoire double en ligne (SODIMM) de petite taille. Cela fournit un chemin de mise à niveau physiquement compatible entre ces appareils.
NOTE
Ces périphériques ne peuvent pas être utilisés dans un emplacement mémoire en tant que périphérique SODIMM.
Détails de l'alimentation
Le Raspberry Pi CM 3 nécessite un bloc d'alimentation externe de 1.8 V. Le Raspberry Pi CM 4S n'utilise plus de rail d'alimentation externe de 1.8 V, ces broches du Raspberry Pi CM 4S ne sont donc plus connectées. Cela signifie que les futures cartes mères n'auront plus besoin du régulateur, ce qui simplifie le séquençage de la mise sous tension. Si les cartes existantes disposent déjà d'un bloc d'alimentation de +1.8 V, aucun dommage ne sera causé au Raspberry Pi CM 4S.
Le Raspberry Pi CM 3 utilise un système sur puce (SoC) BCM2837, tandis que le CM 4S utilise le nouveau SoC BCM2711. Le BCM2711 dispose d'une puissance de traitement nettement supérieure, il est donc possible, voire probable, qu'il consomme plus d'énergie. Si cela vous préoccupe, il peut être utile de limiter la fréquence d'horloge maximale dans le fichier config.txt.
Utilisation des E/S à usage général (GPIO) pendant le démarrage
Le démarrage interne du Raspberry Pi CM 4S démarre à partir d'une mémoire morte programmable effaçable électroniquement (EEPROM) d'interface périphérique série interne (SPI) à l'aide des broches GPIO2711 à GPIO40 du BCM43 ; une fois le démarrage terminé, les GPIO du BCM2711 sont commutés vers le connecteur SODIMM et se comportent donc comme sur le Raspberry Pi CM 3. De plus, si une mise à niveau de l'EEPROM dans le système est requise (ce qui n'est pas recommandé), les broches GPIO GPIO40 à GPIO43 du BCM2711 redeviennent connectées à l'EEPROM SPI et donc ces broches GPIO sur le connecteur SODIMM ne sont plus contrôlées par le BCM2711 pendant le processus de mise à niveau.
Comportement du GPIO à la mise sous tension initiale
Les lignes GPIO peuvent avoir un point très bref au démarrage où elles ne sont pas tirées vers le bas ou vers le haut, ce qui rend leur comportement imprévisible. Ce comportement non déterministe peut varier entre le CM3 et le CM4S, et également avec les variations de lots de puces sur le même appareil. Dans la majorité des cas d'utilisation, cela n'a aucun effet sur l'utilisation, cependant, si vous avez une grille MOSFET attachée à un GPIO à trois états, cela pourrait risquer de contenir des capacités parasites qui retiennent des volts et activent tout appareil connecté en aval. Il est recommandé de s'assurer qu'une résistance de fuite de grille à la terre est incorporée dans la conception de la carte, que ce soit en utilisant le CM3 ou le CM4S, afin que ces charges capacitives soient évacuées.
Les valeurs suggérées pour la résistance sont comprises entre 10K et 100K.
Désactiver eMMC
Sur le Raspberry Pi CM 3, EMMC_Disable_N empêche électriquement les signaux d'accéder à l'eMMC. Sur le Raspberry Pi CM 4S, ce signal est lu pendant le démarrage pour décider si l'eMMC ou l'USB doit être utilisé pour le démarrage. Ce changement devrait être transparent pour la plupart des applications.
EEPROM_WP_N
Le Raspberry Pi CM 4S démarre à partir d'une EEPROM intégrée programmée lors de la fabrication. L'EEPROM dispose d'une fonction de protection en écriture qui peut être activée via un logiciel. Une broche externe est également fournie pour prendre en charge la protection en écriture. Cette broche sur le brochage SODIMM était une broche de masse, donc par défaut, si la protection en écriture est activée via un logiciel, l'EEPROM est protégée en écriture. Il n'est pas recommandé de mettre à jour l'EEPROM sur le terrain. Une fois le développement d'un système terminé, l'EEPROM doit être protégée en écriture via un logiciel pour éviter les modifications sur le terrain.
Modifications logicielles requises
Si vous utilisez un système d'exploitation Raspberry Pi entièrement mis à jour, les modifications logicielles nécessaires lors du passage d'une carte Raspberry Pi Ltd à une autre sont minimes ; le système détecte automatiquement quelle carte est en cours d'exécution et configurera le système d'exploitation de manière appropriée. Ainsi, par exempleample, vous pouvez déplacer votre image de système d'exploitation d'un Raspberry Pi CM 3+ vers un Raspberry Pi CM 4S et cela devrait fonctionner sans modifications.
NOTE
Vous devez vous assurer que votre installation du système d'exploitation Raspberry Pi est à jour en suivant le mécanisme de mise à jour standard. Cela permettra de garantir que tous les micrologiciels et logiciels du noyau sont adaptés à l'appareil utilisé.
Si vous développez votre propre version minimale du noyau ou si vous avez des personnalisations dans le dossier de démarrage, il se peut que vous deviez vous assurer que vous utilisez la configuration, les superpositions et les pilotes corrects dans certains domaines.
Bien que l'utilisation d'un système d'exploitation Raspberry Pi mis à jour devrait signifier que la transition est assez transparente, pour certaines applications « bare metal », il est possible que certaines adresses mémoire aient changé et qu'une recompilation de l'application soit nécessaire. Consultez la documentation des périphériques BCM2711 pour plus de détails sur les fonctionnalités supplémentaires du BCM2711 et les adresses de registre.
Mise à jour du firmware sur un système plus ancien
Dans certains cas, il peut s'avérer impossible de mettre à jour une image vers la dernière version du système d'exploitation Raspberry Pi. Cependant, la carte CM4S aura toujours besoin d'un micrologiciel mis à jour pour fonctionner correctement. Un livre blanc disponible auprès de Raspberry Pi Ltd décrit en détail la mise à jour du micrologiciel. Cependant, en bref, le processus est le suivant :
Télécharger le firmware files à partir de l'emplacement suivant : https://github.com/raspberrypi/firmware/archive/refs/heads/stable.zip
Ce zip file contient plusieurs éléments différents, mais ceux qui nous intéressent à ce stade sonttagnous sommes dans le dossier de démarrage.
Le firmware files ont des noms de la forme start*.elf et leur support associé files fixup*.dat.
Le principe de base est de copier le démarrage et la correction requis files de ce code postal file pour remplacer le même nom files sur l'image du système d'exploitation de destination. Le processus exact dépend de la façon dont le système d'exploitation a été configuré, mais en tant qu'exempleample, c'est ainsi que cela serait fait sur une image Raspberry Pi OS.
- Extraire ou ouvrir le zip file afin que vous puissiez accéder aux informations requises files.
- Ouvrez le dossier de démarrage sur l’image du système d’exploitation de destination (cela peut être sur une carte SD ou une copie sur disque).
- Déterminez quels fichiers start.elf et fixup.dat files sont présents sur l'image du système d'exploitation de destination.
- Copiez ceux-là files de l'archive zip vers l'image de destination.
L'image devrait maintenant être prête à être utilisée sur le CM4S.
Graphique
Par défaut, le Raspberry Pi CM 1–3+ utilise la pile graphique héritée, tandis que le Raspberry Pi CM 4S utilise la pile graphique KMS.
Bien qu'il soit possible d'utiliser la pile graphique héritée sur le Raspberry Pi CM 4S, celle-ci ne prend pas en charge l'accélération 3D, il est donc recommandé de passer à KMS.
HDMI
Bien que le BCM2711 dispose de deux ports HDMI, seul le HDMI-0 est disponible sur le Raspberry Pi CM 4S, et celui-ci peut être piloté jusqu'à 4Kp60. Toutes les autres interfaces d'affichage (DSI, DPI et composite) restent inchangées.
Raspberry Pi est une marque déposée de Raspberry Pi Ltd
Raspberry Pi Ltd.
Documents / Ressources
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Module de calcul Raspberry Pi CM 1 4S [pdf] Guide de l'utilisateur CM 1, CM 1 Module de calcul 4S, Module de calcul 4S, Module de calcul, Module |
